1. 项目背景
某石化企业现场共有8套主要的联合化工装置，配置了25座低压配电室和马达控制中心，共约5000多套低压电动机保护装置。智能低压马达控制系统采用的是ABB的INSUM电动机智能控制系统，自2004年建成以来已运行14年之久，电动机保护装置故障率逐年上升，且该装置ABB公司已退市，备品备件无以为继，系统维护压力较大，所以对现有系统进行了改造，采用了优特科技JOYO低压电动机监控系统。
2. 改造方案
2.1 总体框架
本次改造从间隔层、通信层、站控层至DCS系统采用双通道、双机、双网热备冗余架构设计，系统某一节点故障时并不会影响系统运行，从而保障系统稳定可靠运行。
图1 系统网络拓扑框图
l 用UT-871F替换ABB电动机保护装置（MCU），完成电动机就地保护和测量功能，UT-871F采用双RS-485通道冗余，分别与主、备2台UT-5316网关通信，协议采用IEC103（事件带时标）；
l 用UT-5316网关替换ABB Modbus Gateway，配置2台UT-5316网关作为热备冗余。
l 在站内配置一台工程师站，安装JOYO-MMC电动机监控软件，配置双以太网卡与主、备UT-5316网关采用主备冗余通道通信，实现站端的四遥、告警记录显示与存储、设备参数管理、报表、历史数据存储等功能。
l 在CCR配置监控中心主站，配置2台通信前置服务器（主备）、2台数据服务器（主备），1台配置管理工作站、2台工程师站、1台网络打印机、1台GPS时钟服务器，采用前置采集网与数据应用网分开，双机双网冗余架构。
图2 控制中心系统架构图
2.2 电动机保护UT-871F（MCU ）
UT-871F电动机保护测控装置采用分体式结构，独立面板组件安装于抽屉开关面板上，也可用指示灯代替面板；提供齐全的保护功能，并通过检测各电量参数和开关量状态监视电动机的运行情况，内置多种电动机启动控制方式。
图3 UT-871F外形图
l 双RS485通信，规约支持IEC103、MODBUS;
l 10路开入，5路开出;
l 保护功能可配置，不使用的保护功能模块相关定值不显示；
l 可外接专用的抗晃电模块，持续供电10s，保证短时晃电现象不影响生产工艺过程的连续性;
l 提供99条掉电不丢失的跳闸记录、自检记录、操作记录及状态量变位记录;
l 多达7次COMTRADE格式的故障录波，记录保护跳闸前3个周波、跳闸后5个周波的交流采样值和开入变位信息;
l 看门狗功能，当装置电源消失或软硬件运行异常时，驱动告警信号;
l 通过了3C认证和防爆检测。
2.3 UT-5316通信网关（Gateway）
l UT-5316通信网关是站内各个智能设备之间的通讯枢纽，通过它完成设备间的规约转换和数据交换，将遥信、遥测、脉冲等信号量上传至主站,同时将主站的各种遥控命令转发到子站设备。
图4 UT-5316前视图 图5 UT-5316后视图
l 整机低功耗无风扇设计，采用linux嵌入式操作系统；
l 模组化功能板卡可带电热插拔，支持带电在线软硬件维护；
l 支持RS-232/422/485、8路以太网（其中兼容4路光纤）；
l 支持48个串行通信接口；
l 庞大协议库支持国际/国内部颁标准规约（IEC系列）及其它第三方协议；
l 支持双机热备冗余无缝切换，支持双电源冗余供电；
l 支持多种校时方式（NTP、秒脉冲、IRIG-B）；
l 具有操作记录功能（黑匣子）；
l 支持工程组态数据上载及反编译功能，支持FTP文件传输；
l 支持超级终端远程维护。
2.4 电动机监控系统软件
JOYO-MMC电动机监控系统软件是优特科技集30年丰富计算机软硬件研发经验，积累大量用户现场需求基础上并针对石化供电系统低压电动机运维业务流程，专门研制的一套满足低压电动机远程监视与控制的支持Unix/Linux/Windows操作系统的应用系统软件。
软件主要功能如下：
（1）运行监测与控制
l 各电机抽屉柜的实时状态：合闸/分闸、试验位、抽出、隔离；
l U、I、P、Q、f、cos等电机运行参数实时监视；
l 系统运行工况监视（装置、通信网关、计算机节点、交换机、系统资源等）；
l 远程遥控电动机的启动和停止。
（2）报警管理
l 事故判断、事故报警、事故推画面；
l 预告报警、变位报警、越限报警、系统异常报警；
l 计算机喇叭、多媒体音响、语音报警、画面报警点闪烁；
l 报警确认、报警实时打印、报警存储、报警检索；
l 事故、变位、越限、系统异常等的次数和时间统计；
l 报警信息过滤与抑制。
（3）电机定值管理
l 在线从装置读取定值及通讯参数；
l 在线修改定值内容，支持单条和多条定值批量修改；
l 定值存入数据库、导出定值存为模板；
l 从数据库和定值模板文件导入定值；
l 支持同一定值表批量下载到同型号的多台装置。
（4）电机开停机信息统计
l 统计电机开机与停机时长，单次超过额定工作时长报警提醒；
l 记录电机开机与停机时间；
l 统计电机开机与停机次数。
（5）历史数据管理
l 遥测值、计算值、电度值、统计值每个点都可按不同时段存储历史数据；
l 历史数据按点、按时间、按事件类型等不同方式查询；
l 数据快照功能，能手动、自动对实时数据进行快照。
（6）电机运行报表管理
l 支持创建和修改电动机运行日、月、年报表模板，内容可用户自由定义；
l 支持手动和自动召唤报表；
l 支持报表在线打印等等。
（7）故障录波管理
支持故障录波功能，录波文件支持COMTRADE标准格式，就地超级终端打印输出，专业录波数据分析软件模块。
（8）电机生命周期管理
具备电动机台帐管理、缺陷管理、检维修记录等全生命周期管理的电子化流程。
l 台帐管理
记录电动机所属变电站、资产编号、名称、型号、品牌、出厂编号、出厂日期、投运日期、技术参数、安装地点、供货商名称、供货商电话、目前状态（是否报废等）。
l 缺陷管理
记录电动机运行中发现的缺陷，记录缺陷具体处理情况，可将缺陷照片录入到数据库中，方便处理。当电动机消缺后，将自动更新其运行状态。
l 检维修管理
记录报修时间、故障描述、维修时间、处理措施、代维公司、维修人员、经手人。
l 查询与统计分析
对电动机台帐信息、检维修记录查询，并统计分析提醒设备定期检修或更换等。
l 常用工具
支持电动机台帐、检维修记录、缺陷记录的导入与导出、数据的备份与恢复等。
